南極の太陽が息をのむような光学効果を作り出す方法

2018年1月4日、太陽、氷、空気が南極上で共謀し、輝くハローを作成しました。これは、空を横切って書かれた物理学の豪華なレッスンです。

幸いなことに、フォトジャーナリストのクリストファー・ミシェルは現場にいて、見るべきすべての世界観を捕らえた、とブライアン・カーンはアーサーに報告します 。 画像はほとんど偽造されているように見えますが、完全にリアルであり、光学のこの壮大な結果の背後には多くの科学があります

効果の鍵は、空に氷の結晶が形成されることです。 水分が多い場合、氷の結晶は、最終的に雪として地球に落ちるまで成長し続けます。 しかし、比較的乾燥している場合、小さな結晶は大気中に浮遊したままになり、通常は数千フィート上でかすかな巻雲の雲にぶら下がります。 氷の結晶はまた、氷の霧で地面を抱き締めるか、ダイヤモンドダストとしてゆっくりと地球に漂流して、下に形成することができます。

雨滴が光を散乱して虹を作るように、氷の結晶は光を弧とハローに分割できます。 氷の結晶のサイズ、形状、方向はすべて、形成されるハローのタイプに影響します。

上の図では、輝く球体から22度の位置にある明るい白いハローが太陽を囲んでいます。 適切な22度のハローと名付けられたこの効果は、光が小さな六角柱のように見える六角柱の氷の結晶を通過するときに発生します。 光が結晶面に平行に進むと、プリズムを出るときに曲がります。 その結果、太陽を取り囲む大きな光の輪ができます。その半径は、伸ばした腕の端で広げられた手の小指と親指の間の距離にほぼ等しくなります。

しかし、この写真には別の興味深い効果もあります。サンドッグです。 これらの光のフレアは、輝くハローの左右に現れ、太陽の小さなエコーのように見えます。 それらは、ハローと同じ太陽から22度離れた場所にありますが、氷の（円柱ではなく）六角形のプレートを通る光の偏向によって作成されます。 彼らは色付きの色合いを持っているように見えることがあり、名前にもかかわらず、月のかすかなエコーを作成するために夜に現れることもあります。

別の光の弧が画像の中央を通り、太陽と太陽の犬を横切ります。 パルフェリックサークルとして知られる光るスラッシュは、しばしばセグメントにのみ表示されますが、空に完全な円として表示されることもあります。 平行円は、氷の結晶の垂直に近い面で反射する光から生じます。

22度の弧はまた、帽子のような別の明るい汚れを着ているようです。 翼の形をしたこの明るさは、結晶の水平方向の側面を光が通過するときに作成される接線アークです。 接線の頂上には、北西航路を探索するための1820年のサー・ウィリアム・エドワード・パリー北極遠征中に最初に説明された現象であるパリーアークとして知られるもう1つのハローがあります。 これらのよりまれな現象は、光がほぼ水平な氷の結晶の端と傾斜面を通過するときに発生します。 氷はプリズムとして機能し、光を虹に分割します。

一緒に、ハローは素晴らしい光のショーを作成します。 見た目はすてきですが、それがどのように形成されるかを理解するのはさらにクールです。